α－硝基酮是一类化学反应性能独特的化合物，其α位容易脱质子形成亲核性的烯醇负离子，而其羰基受到亲核试剂进攻后，能够发生碳－碳键断裂重排反应。我们计划合成多种代表性的α－硝基酮，深入研究其在有机催化剂作用下与各种Michael受体的不对称共轭加成反应。通过在Michael受体中引入恰当的氧、氮、碳亲核基团，构建有效的共轭加成－重排串联反应。特别是采用环状α－硝基酮，发展制备手性大环化合物的新方法。. 在基金支持下,我们研究了α－硝基酮在有机催化剂促进下与多种Michael受体的反应。发现α－硝基酮在手性叔胺-硫脲催化剂的作用下，能够与不饱和酮酯发生共轭加成和连续的酰基重排反应，以优秀的产率和对映选择性制备了手性－硝基烯醇酯。我们还研究了α－硝基环己酮与不饱和醛的共轭加成/Aldol串联反应，发现手性的脯氨酸硅醚是有效的催化剂，以良好的产率和对映选择性制备了手性桥环硝基酮产物。通过后续的开环反应，合成了手性硝基环辛酸酯。这些手性大环硝基化合物之前缺乏有效的合成方法，我们的研究结果填补了这一空白。我们进一步研究了结构相关的硝基乙酸酯与不饱和酮酯的不对称共轭加成反应，以很高的产率和对映选择性制备了5-硝基－2-氧代戊酸酯，再经过后续的硝基还原和分子内胺化反应制备了手性脯氨酸衍生物，对于多种手性药物的合成具有很高的实用价值。我们还研究了硝基烯参与的多种不对称共轭加成反应，制备了手性特窗酸衍生物及手性氨基丁酸类药物巴氯芬和普瑞巴林。我们还发展了手性叔胺催化的丙二睛与双烯酮、α－取代查耳酮的不对称共轭加成和串联成环反应，制备了手性2-氨基－4H－吡喃化合物，并应用于抗结核活性筛选。我们还研究了靛红、丙二睛和α－异睛基乙酸酯的三组分串联反应，在手性叔胺硫脲催化剂的作用下，以优秀的产率和对映选择性制备了二氢吡咯基螺吲哚酮类化合物。. 我们还研究了金属铱催化的叔胺与酮、酰胺和苯胺的脱氢偶联反应，以优秀的产率制备了多种含氮杂环化合物。这些新反应无需使用氧化剂或者氢受体，在反应中释放出氢气为副产物，具有非常独特的反应机理。我们还发现叔丁醇钾/DMF能够引发叔胺自由基的形成及与烯烃和酮的后续加成反应，我们对反应机理进行了探索，并发展了多种合成含氮杂环、菲和茚类化合物的新方法。